SMA-13瀝青路面施工技術探析

張志鵬

（龍巖交通建設集團有限公司， 福建 龍巖 364000）

1 工程概況

莆永高速新增坎市互通工程全長1.37km，圍繞著莆永高速坎市服務區建設而成，雙向四車道，主線設計時速為80km/h，路基寬度24.5m，公路等級為Ⅰ級。A～J 匝道總共設置10 條，A 匝道的寬度為8m，為分離式車道，其余車道寬度為9m，為單向車道，匝道設計時速為40km/h，匝道總長度為5135.87m。主線路面結構形式采用瀝青路面，上面層為SMA-13 細粒式改性瀝青混凝土，厚度為4cm，最大橫坡為3%，最大縱坡為2.5%。

2 原材料選擇與確定

2.1 聚合物SBS 改性瀝青

為了提高SMA-13 瀝青混凝土的使用性能，本工程瀝青選用聚合物SBS改性瀝青，在質量等級為A 級的70#基質瀝青摻入適量的SBS 改性劑得到SBS(I-D)改性瀝青，聚合物SBS 改性瀝青的試驗結果如下：135℃運動粘度為2.3Pa·s，軟化點為83℃，閃點為276℃，25℃彈性恢復為83%，針入度(25℃，100g,5s）為53，延度(10℃，5cm/min)為28cm，針入度指數為0.7，TFOT后殘留物質量變化為0.4%，殘留延度(5℃)為20cm，殘留針入度(25℃，100g,5s）為70，改性瀝青各項試驗項目指標均滿足施工技術要求。

2.2 粗集料

粗集料選用當地石料場生產的碎石，巖質為輝綠巖，碎石為反擊破碎機加工而成，要求石質堅硬，無雜質和風化，有棱角近正方體的石料顆粒，具有足夠的耐磨性與強度，粗集料應選用二次水洗的碎石，確保粗集料的質量。粗集料的規格為4.75～9.5mm 和9.5～16mm，分別標識為A 料和B 料。輝綠巖碎石的試驗結果如下：磨光值為44%，表觀相對密度為2.738t·m-3，吸水率為0.6%，石料壓碎值為12.3%，洛杉磯磨耗損失為18.5%，碎石與瀝青的粘附性為5 級，A 料針片狀顆粒含量為7.8%，B 料針片狀顆粒含量為6.2%，輝綠巖碎石各項試驗項目指標均滿足施工技術要求。

2.3 細集料

細集料選用當地石料場生產的機制砂，巖質為石灰巖，機制砂要求無雜質與風化，表面潔凈，機制砂的規格為0～2.36mm，標識為C 料。機制砂試驗結果如下：砂當量為74%，表觀相對密度為2.725t·m-3，棱角性為35.7s，亞甲藍值為1.2g·kg-1，機制砂各項試驗項目指標均滿足施工技術要求。

2.4 填料

填料采用靈壽縣永德順礦業加工廠生產的S95 石灰礦粉和消石灰粉，要求填料應干燥與潔凈。礦粉的試驗結果如下：塑性指數為3.2%，親水系數為0.55，表觀相對密度為2.706t·m-3，含水量為0.3%。消石灰粉的試驗結果如下：含水率為0.3%，粒徑為0.075mm 通過率為99.3%，表觀相對密度為2.213t·m-3，有效鈣鎂含量為66.5%。S95 石灰礦粉和消石灰粉各項試驗項目指標均滿足施工技術要求。

2.5 木質素纖維

木質素纖維主要起增強瀝青混合料的穩定性作用，有效地防止瀝青混凝土出現析漏現象。本工程選用廊坊華京新型建材有限公司生產的木質素纖維，試驗結果如下：纖維長度為3.5mm，PH 值為6.5，吸油率為6.4 倍的纖維質量，含水率為0.3%，灰分含量為15.6%，木質素纖維的各項試驗項目指標均滿足施工技術要求。

3 配合比設計

3.1 級配設計

根據龍巖的氣候情況，結合施工圖紙的級配設計要求，經過多次計算及試驗，確定本工程SMA-13 瀝青混凝土級配設計為：A 料：B 料：C 料：S95石灰礦粉：消石灰粉：木質素纖維=33:44:13:8.5:1.5:0.3。

3.2 最佳油石比

根據級配設計進行配料，選擇5.6%、5.9%和6.2%三種油石比進行馬歇爾試驗，試驗結果如表1 所示。當油石比為5.9%時，瀝青混合料馬歇爾試件的孔隙率為3.6%，飽和度、礦料間隙率、穩定度、流值、毛體積相對密度和粗集料骨架間隙率等指標均滿足施工規范要求，結合本工程軸載及設計交通量等情況，最終確定本工程SMA-13 瀝青混合料的最佳油石比為5.9%。

表1 SMA-13 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

3.3 路用性能驗證

按照油石比為5.9%制作SMA-13 瀝青混凝土馬歇爾試件，根據施工規范要求對馬歇爾試件進行路用性能驗證。肯塔堡飛散試驗所得的飛散損失平均值為1.37%，滿足≤15%的設計要求；浸水馬歇爾試驗所得殘留穩定度平均值為90.4%，滿足≥85%規范要求，凍融劈裂試驗所得的劈裂抗拉強度比為95%，滿足≥80%的規范要求；高溫穩定性試驗所得動穩定度為8765 次/mm，滿足≥3000 次/mm 規范要求；謝倫堡析漏試驗所得的析漏損失平均值為0.07%，滿足≤0.1%設計要求；低溫抗裂性能試驗所得最大彎拉應變平均值為2683με，滿足≥2500με的規范要求；滲水性試驗所得滲水系數為0mL.min-1，滿足≤80mL.min-1規范要求。

4 施工溫度控制

本工程SMA-13瀝青混凝土使用了SBS(I-D)改性瀝青，施工溫度過高將使得瀝青老化，溫度過低則使得瀝青混合料拌和出現不均勻現象，通常情況下，SMA-13瀝青混凝土與普通的瀝青混凝土的溫度要高出10～20℃，施工溫度應結合龍巖當地氣候條件、混合料級配設計、上面層的厚度和油石比取值等實際情況進行確定。SMA-13瀝青混凝土施工溫度控制如表2所示。

表2 SMA-13 瀝青混凝土施工溫度控制表

5 瀝青混合料拌和與運輸

本工程瀝青混合料采用西筑3000型間歇式拌和設備，該設備能夠自動對施工溫度和礦料配合比進行檢測與記錄，并自動打印油石比、施工溫度、變異系數、標準差和礦料級配等相關數據。拌料前應檢查拌和設備各項性能情況，儀器儀表工作狀態處于正常狀態。不同類型的集料應分倉堆放，并設置防雨措施。在粗細集料加料時一起投入木質素纖維，接著加入瀝青，最后加礦粉和消石灰粉。每盤料的拌和時間為70～75s，瀝青混合料應拌和均勻一致，顏色正常，無結團成塊或花白料。根據工程施工需要，本工程采用12輛載重自卸汽車來運輸SMA-13瀝青混凝土，在自卸汽車的車廂側板和底板均勻涂刷一層隔離劑，保證車廂與瀝青混合料不粘結在一起。裝料時應注意每裝1斗料相應地前后挪動汽車呈品字形裝料，避免粗細集料出現離析現象。自卸汽車的側面和頂面均采用雙層篷布進行覆蓋保溫。在自卸汽車的側面固定部位設置溫度檢測孔，檢測孔與車廂底的距離為30cm，便攜式溫度計插入檢測孔的深度＞15cm。質檢員對運至現場的瀝青混合料的溫度進行量測，并檢查瀝青混合料的質量，檢查不合格嚴禁投入使用。為了保證瀝青混凝土的連續攤鋪，在每臺攤鋪機前至少有5輛載重自卸汽車等候卸料，自卸汽車與攤鋪機的距離為10～30cm，不得出現碰撞現象。

6 瀝青混合料攤鋪

本工程采用攤鋪機型號為ABG8820，由2臺攤鋪機前后錯開10～20m呈梯隊方式聯合同步攤鋪，攤鋪機應提前預熱約1h，熨平板的預熱溫度≥100℃。熨平板的振動頻率調整為6級，攤鋪機上的自動料位器應調整好，檢查螺旋布料器與鏈板送料器的速度是否匹配，瀝青混合料的高度應比2/3的布料器高度略高。攤鋪機應具有自動找平功能，瀝青路面的高程采用非接觸式平衡梁進行控制。由試驗段所得瀝青混凝土的松鋪系數為1.2，即上面層瀝青路面松鋪厚度為4.8cm。瀝青混凝土攤鋪時應緩慢與連續，開始攤鋪速度為1.5m/min，當攤鋪一段距離正常后將速度調整為2.0m/min，攤鋪應勻速推進，相鄰兩幅的搭接寬度為30～60mm，縱向接縫為熱接縫。攤鋪過程中安排專人隨時應檢查攤鋪層的路拱、厚度和橫向坡度等，檢查結果應滿足設計要求。

7 瀝青混合料碾壓

瀝青混合料攤鋪后在較高溫度情況下及時采用壓路機進行碾壓施工，本工程碾壓設備為雙鋼輪壓路機，初壓時，采用2臺壓路機從低處往高處，從外側往中心靜壓2遍，碾壓速度為2～3km/h，相鄰碾壓帶重疊寬度為20～30cm。初壓后安排專人及時檢查瀝青路面的平整度，平整度應滿足設計要求。復壓時，采用2臺壓路機高頻低幅振動碾壓4～6遍，碾壓速度為3～4.5km/h，瀝青路面應無顯著輪跡，壓實度滿足設計要求。終壓時，采用1臺壓路機靜壓2遍，將碾壓施工中產生的輪跡全部消除，碾壓速度為3～6km/h，瀝青路面平整度應滿足設計要求。壓路機在碾壓過程中應勻速行駛，起步應平穩與緩慢，不得隨意停頓、調頭和轉向，壓路機折回時不得處于同一橫斷面上。瀝青混合料碾壓過程中，應安排專人對瀝青里面的平整度和高程進行隨時檢查，發現擁包應立即采取妥當的措施進行處理，確保瀝青路面的施工質量。

8 結束語

莆永高速新增坎市互通工程SMA-13 瀝青路面全部施工完成后，根據設計要求進行相關項目的檢測，上面層厚度的檢測結果為39.8～40.9mm，滿足≥40mm 的設計要求；構造深度檢測結果為0.76～0.83mm，滿足≥0.55mm 設計要求；平整度檢測結果為0.35～0.68mm，滿足＜1.0mm 的設計要求；滲水系數檢測結果為10.3～15.6L.min-1，滿足≤200mL.min-1設計要求；壓實度檢測結果為95.9%～97.2%，滿足≥94%的設計要求。本工程SMA-13 瀝青路面上面層的施工效果良好。在瀝青混凝土路面施工過程中，根據工程實際情況精心組織施工，加強原材料質量控制，嚴格按照施工工藝流程控制關鍵工序的施工質量，加強施工溫度控制，確保SMA-13 瀝青混凝土施工質量。